Unitat de mesura

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Antigues unitats de mesura agrícoles a l'Anglaterra medieval : el furlong (igual a un estadió ), la canya, l' acre , la bovata, la virgata, la carrucata

En física , una unitat de mesura és una quantitat predeterminada d'una quantitat física que s'utilitza com a referència compartida per a la mesura d'aquesta quantitat [1] . Pot provenir d'una convenció o de lleis o reglaments. Les unitats de mesura han de tenir noms i símbols compartits per la comunitat. [1] Un cop definida una unitat de mesura, qualsevol altre valor de la quantitat física a què es refereixi es pot convertir en un nombre simple. Quan aquest nombre és molt gran o molt petit, en lloc de definir com es feia servir una altra unitat de mesura en el passat, avui s’entén que n’hi ha prou d’utilitzar un prefix . D’aquesta manera és possible utilitzar múltiples o submúltiples d’una sola unitat de mesura.

Història

Des de l’antiguitat, la definició de les unitats de mesura, la seva compartició i el seu ús pràctic han jugat un paper fonamental, fins al punt que molts sistemes de mesura s’han desenvolupat i han esdevingut comuns. Per mesurar la mateixa quantitat, sovint s'han definit diverses unitats de mesura en funció del lloc geogràfic, del context social o més: una massa, per exemple, es pot mesurar en grams o en lliures .

Històricament, cada unitat de mesura va néixer i es va utilitzar en un camp d'aplicació específic. Per exemple, per a les longituds, hi havia una unitat per a la distància entre dues ciutats, una unitat per a la mida d'un camp agrícola i altres unitats per a la mida d'una fulla o un drap. Amb el pas del temps, ha sorgit la necessitat de relacionar aquestes unitats de mesura entre elles i, per tant, de definir una unitat en funció d’una altra, per exemple, de definir una milla en peus .

En física i metrologia , les unitats de mesura requereixen una definició clara i inequívoca per ser útils: només d’aquesta manera és possible obtenir la reproductibilitat dels resultats experimentals que és la base del mètode científic . Els sistemes de mesurament científics són la conseqüència directa del concepte de pesos i mesures desenvolupats des de l’antiguitat amb finalitats comercials i que van donar lloc al naixement de les eines utilitzades per venedors i compradors per acordar sense ambigüitats la quantitat de béns manipulats. Actualment hi ha un estàndard global, el Sistema Internacional d’Unitats , que és l’evolució del sistema mètric.

Descripció

Expressar la mesura Q d'una magnitud física en referència a la seva unitat de mesura podeu utilitzar la fórmula

Generalment, tal com indica el tercer membre, s’omet el signe de multiplicació, com és habitual entre variables de les fórmules científiques. A més, en les fórmules, la unitat es pot tractar com si fos al seu torn el valor d'una magnitud física, que és la base de l' anàlisi dimensional .

Un exemple de quantitat física és la longitud , mentre que un exemple d'una unitat de longitud és el metre (símbol: m) que representa una quantitat predeterminada de longitud: quan diem 10 metres (10 m), volem dir 10 vegades la quantitat de longitud predeterminada que anomenem "metro".

Per a la comoditat de tractar els números, normalment s’utilitza una unitat de l’ordre de la magnitud de la quantitat mesurada: la fruiteria parlarà de quilograms de patates, l’empresa que produeix patates fregides en farà servir tones , mentre que el paquet de patates fregides informe d'una redacció en grams . D'aquesta manera, els factors de multiplicació de la unitat de mesura seran nombres amb una longitud d'uns quants dígits o uns quants decimals, i es reduirà la probabilitat d'error humà en la memorització i els càlculs.

Una unitat de mesura és diferent dels estàndards que s’hi relacionen. Una unitat es fixa per definició per ser independent de les condicions físiques, com ara la temperatura. Una mostra, en canvi, és la materialització física d’una unitat i depèn, per molt que s’intenti minimitzar-la, de les condicions físiques. Per posar un exemple, el comptador és una unitat definida com la distància recorreguda per la llum al buit en un interval de temps igual a 1 / 299.792.458 de segon, una definició que l’allibera de qualsevol dependència, mentre que una barra metàl·lica s’utilitza com a una mostra, encara que construïda amb precisió, la seva longitud varia amb la temperatura, tot i que per fraccions infinitesimals.

Sistemes de mesura

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Sistemes de mesura .
Comparació d'unitats de pes i longitud adoptades pel Sistema Internacional d'unitats (quilograms, metre), el sistema imperial britànic i el sistema habitual dels Estats Units (lliura, llimac, peu).

Hi ha diversos sistemes oficialment acceptats per la comunitat científica internacional o, en qualsevol cas, en ús a diferents parts del planeta. Per a cada sistema oficial d’unitats de mesura, hi ha organitzacions internacionals que s’encarreguen de mantenir les mostres de les unitats de mesura quan existeixin o, en qualsevol cas, de mantenir actualitzades les definicions de les unitats adoptades.

Els sistemes de mesura es basen en diferents conjunts d’unitats de mesura fonamentals. El sistema de mesura més utilitzat és el Sistema Internacional d’Unitats, normalment anomenat SI , que es basa en set unitats bàsiques (fonamentals) i en el qual totes les altres unitats es deriven d’aquestes.

Hi ha altres sistemes utilitzats per a diversos propòsits, inclosos:

A Itàlia, tot i que el SI està en vigor, encara s’utilitzen algunes unitats tècniques antigues, especialment en el camp tècnic, per exemple el kg / cm2 per a pressió .

Unitats de mesura fonamentals i derivades

Per a moltes magnituds físiques, la unitat de mesura és necessària per comunicar el valor. Per exemple, és impossible descriure una longitud sense utilitzar cap tipus d’unitat.

Però no totes les magnituds físiques requereixen la seva pròpia unitat de mesura. Mitjançant les lleis de la física, la unitat de mesura d’una quantitat es pot expressar com una combinació d’unitats d’altres magnituds. Per tant, només es necessita un petit conjunt d’unitats de mesura. Aquestes unitats es defineixen com a fonamentals , totes les altres són unitats derivades . Les unitats derivades s’utilitzen només per comoditat, ja que es poden expressar en termes d’unitats bàsiques. No obstant això, l'elecció de les unitats base és arbitrària.

Les unitats fonamentals del SI no constitueixen un conjunt mínim. Per exemple, hi ha sistemes en què el camp elèctric i el camp magnètic tenen la mateixa unitat de mesura, gràcies al fet que les lleis de la física demostren que aquests dos camps són manifestacions diferents del mateix fenomen.

Moltes quantitats derivades de la física porten el nom d’investigadors i estudiosos que han fet contribucions fonamentals a la teoria en qüestió en reconeixement pòstum pel seu valuós treball.

Conversió d'unitats de mesura

La conversió de les unitats de mesura implica la comparació de diferents valors estàndard: per aquest motiu, els factors de conversió entre unitats de mesura sempre tenen un cert nivell d’imprecisió.

Prefixos d’unitat SI

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Prefixos del sistema internacional d’unitats .

Al SI algunes lletres corresponen a valors numèrics triats adequadament i es poden utilitzar com a prefixos per a qualsevol unitat.

Per exemple, c = 0,01 (1/100) i, per tant, cm = 0,01 mi cN = 0,01 N

L’única excepció, per motius històrics, és la unitat de mesura de la massa, kg , que ja conté un prefix; en aquest cas, cal afegir el prefix a g .

L’ús de prefixos no implica cap conversió, ja que es defineixen com a valors numèrics. Per exemple, les expressions 'cm' i '0,01 m' tenen el mateix significat, és a dir, són equivalents des del punt de vista matemàtic.

Regles gràfiques SÍ

Els símbols de les unitats de mesura del SI s’escriuen sempre en minúscules excepte quan estan dedicats a una figura històrica; els prefixos segueixen les seves pròpies regles:

  • km
  • kJ
  • mg
  • MJ
  • dMb

Una unitat de mesura que pren el nom d’una figura històrica s’indica en minúscula i sense accents (per exemple, mentre que el símbol A per indicar la intensitat del corrent s’escriu amb majúscules, en homenatge a André-Marie Ampère , el nom complet de aquesta unitat de mesura és minúscula i sense accents, és a dir: ampere).

De la mateixa manera, moltes unitats de mesura que porten el nom del científic que les va introduir s’han d’escriure completament en minúscula (per exemple: kelvin , coulomb , joule , watt , ohm , siemens ), excepte en el cas de graus de temperatura (per exemple, graus centígrads) , graus Fahrenheit , graus Réaumur ; el kelvin, unitat SI de temperatura absoluta, no és un "grau" de temperatura).

Nota

Bibliografia

  • (EN) Robert H. Perry, Dow W. Green, Perry's Chemical Engineers 'Handbook, 8a ed., McGraw-Hill, 2007, ISBN 0-07-142294-3 .

Articles relacionats

Altres projectes

Enllaços externs

Control de l'autoritat Tesauro BNCF 17350 · LCCN (EN) sh85141054 · GND (DE) 4074617-3 · BNF (FR) cb119419023 (data) · NDL (EN, JA) 00.572.651